死神精靈:解析戰術攻擊無人機

近日我國官方媒體報道，貴航集團規劃轉型為未來我國最大的軍民用無人機產業基地，結合近年來國內公開一系列新型戰術攻擊無人機，均配備合成孔徑雷達等先進偵測設備和戰術空地導彈等精確打擊武器，一時引起了廣泛關注。

從國際范圍來看，隨著美國“捕食者”戰術無人機由執行偵察任務向兼顧偵察與戰術攻擊任務的成功發展，戰術攻擊無人機逐漸走入公眾的視野，相信這種無人智能攻擊武器如同死神精靈一般，必將逐漸改變現代戰爭態勢。

從“捕食者”到“死神”

“捕食者”是美國通用原子航空系統公司研制的中空戰術長航時無人機系統，被國防部空中偵察局擬定的“中空長航時無人機需求”選中后，于1994年1月7日開始研制。首先進行的是先進概念技術驗證合同，要求在30個月內生產10架無人機和三個地面站，7月成功首飛。定型后的“捕食者”系統包括4架無人機、28人機組（6名無人機操作員、12名傳感器操作/分析員、4名視頻分發系統操作員以及6名維修人員）和1個地面站。

“捕食者”無人機采用大展弦比下單翼的常規氣動布局設計，機身結構主要采用碳纖維/環氧樹脂/凱夫拉復合材料，尾翼采用倒置V形設計，依據采用動力區分亞型（若采用80馬力的四沖程羅泰克斯912UL活塞發動機，則為RQ-1K；若采用113馬力的羅泰克斯914四缸四沖程渦輪增壓發動機，則為RQ-1L）。其主要任務載荷是機頭下方球塔的光電/紅外傳感器，后來加裝了諾格公司AN/ZPQ-1TESAR戰術合成孔徑雷達和AN/APY-8動目標指示系統。無人機一般為遙控駕駛，地面站和數據鏈路終端集成在一個拖車方艙內，同時備有任務計劃站和智能工作站，依靠對戰場進行實時視頻探測和傳輸來實現戰術偵察，據稱能夠提供長達40小時（也有60小時之說）的持續監視能力。

由于新世紀美軍面臨的小規模陸戰普遍需要長時間對一定區域進行監視，并且目標往往具有時間敏感性，出現時機無法預測，打擊“窗口”難以捕捉。“捕食者”在發現、跟蹤和識別目標之后，再將視頻和數據發往其他作戰飛機或打擊部隊，則整個流程鏈較長，往往只能“目送”目標走出打擊“窗口”。于是美軍日益增強對“監視并同時打擊時間敏感目標”的需求，開始嘗試為“捕食者”加裝“地獄火”反坦克導彈。

加裝導彈的“捕食者”改型被賦予新編號MQ-1L“死神”，其在機翼中段增加了兩個外掛點，加強了翼梁結構。為了適應新增加的武器系統，MQ-1L將原有的AN/AAS-44（V）熱成像/激光指示器轉塔改進為AN/AAS-52（V）“多頻譜目標指示系統”，增加了激光測距/指示器和用于“地獄火”導彈（半主動激光制導）的激光照射器。2001年2月16日，“死神”發射“地獄火”導彈命中一個靜止坦克靶標，實現了人類第一次無人機導彈攻擊。

此后，美國為了進一步加強戰術無人機的攻擊能力，發展了MQ-9“死神”B攻擊無人機，其機體是MQ-1L的放大版，又換裝了霍尼韋爾公司TPE331-10T渦槳發動機。動力系統的性能提升在很大程度上改善了無人機的載荷能力，使得“死神”B的掛架增加到6個，最多可掛載2枚500磅制導炸彈和4枚“地獄火”導彈，而且增加了掛載“毒刺”輕型防空導彈和“反裝甲子彈藥”（BAT）的能力，武器載荷方面甚至超越“阿帕奇”武裝直升機。

在阿富汗戰場上，“死神”無人機首次參加實戰，取得了近乎100%的命中率。在2002年11月3日，“死神”在也門首都薩拉東部使用“地獄火”導彈，當場消滅6名恐怖分子。2003年伊拉克戰爭中，“捕食者”和“死神”共出動93架次，獲取了3200小時高質量戰場視頻，而且執行了對地攻擊和至少一次對空作戰，顯示出戰術攻擊無人機用于“持續監視且打擊時間敏感目標”的突出優勢。

“鷂鷹”與“翼龍”齊飛

不容諱言的是，我軍未來反恐乃至高強度局部戰爭也對于戰術偵察/攻擊無人機有旺盛需求：一方面，我軍航空兵日益具備強大的火力打擊手段，需要利用戰術偵察無人機帶來的單向持續戰場信息優勢，實現更有效更快速的火力投放；另一方面，反恐作戰中很需要戰術偵察/攻擊無人機對敏感目標做到時刻監視、即刻反應和快速打擊。根據公開消息，我國已經發展出技術成熟、性能先進的兩型戰術偵察/攻擊無人機，即成飛“翼龍”和貴航“鷂鷹”2。

“翼龍”是一款中低空軍民兩用的長航時多用途無人機，2005年5月開始研制，2007年10月首飛，2008年10月完成了性能/任務載荷飛行試驗。從外觀看，“翼龍”無人機采用常規氣動布局，安裝利于長時間巡航的大展弦比中單翼和上V型尾翼，機翼帶襟翼和襟副翼，裝有一臺100馬力活塞式發動機，采用前三點式起落架，具有收放和剎車功能，機體結構選用鋁合金材料，機頭衛星天線罩則采用透波復合材料。

“翼龍”的有效載荷包括各種偵察、激光照射/測距和電子對抗設備，機翼還能掛載小型空地武器，其可360度環視的光電吊艙與“捕食者”一樣，布置在機頭下方，以便獲取最佳視野，估計其中至少包括熱像儀通道、白光CCD通道和激光測距/指示通道。翼下共兩個掛點，主要使用半主動激光制導空地戰術導彈。根據成飛公布的“翼龍”無人機試飛和武器試驗宣傳視頻，其光電系統能夠利用數字圖像處理技術，對操作員選定的固定或活動目標進行穩定跟蹤，激光測距/指示器能夠穩定地為導彈提供持續照射，光斑直徑較小（似乎在0.4米左右），確保導彈能精確地命中照射點。

從“翼龍”的總體設計來看，其任務特性主要突出在地面站和衛星的支持下，獲取戰場高質量偵察視頻，進而執行精確對地打擊任務，這非常類似MQ-1L“死神”的任務定位。但是“翼龍”初始設計顯然還有很大的提升潛力，比如其機身結構主要采用鋁合金，沒有像“捕食者”那樣較多采用碳纖維/環氧樹脂/凱夫拉復合材料。另外，“翼龍”的武器掛載能力遜色于“死神”，打擊能力更比不上“死神”B，這主要是源于相應的發動機功率差距——“翼龍”的活塞發動機功率稍大于“捕食者”，但經過后期改進的“死神”B換裝了功率高達670馬力的渦槳發動機，幾乎是早期“捕食者”的8倍，不愁整機有效載荷不得到極大提升。不過總體來說，“翼龍”還是達到了與MQ-1L“死神”旗鼓相當的技術水平。

貴航早年曾參與“863計劃”框架內的地球觀測與導航技術領域“無人機遙感載荷綜合驗證系統”重點項目，發展出“鷂鷹”1，在國內第一次成功實現了高精度、多載荷、同平臺遙感成像，獲取了有重要科研價值的數據。在戰術打擊的需求牽引下，貴航又將戰場測繪、戰場高質量視頻獲取、對地精確打擊等任務特性結合起來，發展出“鷂鷹”2戰術偵察/攻擊無人機，其采用了類似“翼龍”的總體設計，但又有很多關鍵不同：雖然同樣采用常規氣動布局、上V型垂尾和機頭衛星天線罩，但是“鷂鷹”2的衛星天線罩體積較小，機身下設計了明顯的合成孔徑雷達艙，機頭下方沒有光電轉塔，而是具備更好向下視野的光學艙口。

合成孔徑雷達雖然搜索范圍廣，但其成像分辨率不如高性能光學傳感器，且無法獲取實時視頻；光學傳感器雖然成像分辨率高，能實時生成高質量視頻，但只能“繪”而不能“測”，即無法提供圖像中每個點的三維坐標數據，只能依賴激光測距器進行目標斜距測量（這很像“谷歌地球”的衛星照片，只能看，但無法為第三者提供足夠精度的導航乃至攻擊坐標）。“鷂鷹”2無人機實現了將高精度全極化合成孔徑雷達與高光譜光學傳感器集成搭載飛行，具有很強的綜合性能優勢，能夠實現高精度、大范圍的戰場測繪和高質量視頻獲取，不僅能為本機翼下兩個掛點的精確制導武器系統服務，直接為“雷石”、“雷霆”系列衛星/慣導復合制導彈藥和“飛騰”系列激光制導彈藥標定目標，還能為慣導平臺提供目標數據，實現網絡化精確打擊。

由動力展望

“翼龍”和“鷂鷹”2已經在總體設計、導航通信設備、氣動布局、結構等方面達到了世界先進水平，但在有效載荷方面還有一定差距——估計“翼龍”最大起飛重量在1.3噸以內，“鷂鷹”2有可能達到近2噸，相比之下，“死神”B已經實現了3.2噸最大起飛重量和超過1.3噸的有效載荷。正如前文所述，根源在于“翼龍”和“鷂鷹”2所采用的活塞發動機功率僅為“死神”B發動機的15%左右。

縱觀現役無人機動力裝置，活塞發動機適用于低速、中低空的偵察監視無人機及長航時無人機，起飛質量較小，多為幾百千克；渦噴發動機適用于飛行時間較短的中高空、高速無人偵察機、靶機和無人攻擊機，起飛質量可達2噸以上；渦軸發動機適用于中低空、低速的短距/垂直起降無人機和傾轉旋翼無人機，起飛質量多在1噸左右；渦槳發動機廣泛適用于中高空、長航時無人機，起飛質量可達3噸以上；渦扇發動機適用于高空長航時無人機乃至無人戰斗機。由此可知，戰術攻擊無人機若想進一步提高武器載荷能力和打擊能力，就很有必要換裝合適的渦槳發動機。

需要強調的是，“死神”系列、“翼龍”和“鷂鷹”2等戰術攻擊無人機還遠不能跟有人駕駛固定翼攻擊機“比拼”，未來戰術攻擊無人機要想達到這個目標，甚至承擔更多“智能化任務”，至少要具備現役主流有人駕駛固定翼攻擊機一半左右的尺寸，空重達到第三代輕型戰斗機的水平，有效載荷不低于2噸，這就意味著需要配備推力3000~5000千克甚至更大的渦扇發動機，機載綜合系統智能化水平也要相應提高。隨著我國在新一代中小推力發動機領域加大投入，樂觀估計在數年之后，配備新一代渦扇發動機的國產戰術攻擊無人機即可面世，將我軍航空兵靈活精確打擊能力推上新的高度。